Příprava vzorků filtrací

V závislosti na použitém způsobu filtrace se částice nebo molekuly oddělují na základě vlastností, jako je velikost, tvar nebo náboj. Kapalina, která prochází filtrem, se nazývá „filtrát“, zatímco zachycený nebo zadržený materiál se označuje jako „retentát“ nebo „zbytky“.

• Reverzní osmóza (iontová separace) odděluje ionty nebo molekuly pomocí polopropustné membrány nebo bariéry. Působící tlak překonává osmotický tlak a nutí rozpouštědlo, aby se přesunulo z oblasti s vysokou koncentrací rozpuštěné látky do oblasti s nízkou koncentrací rozpuštěné látky. Reverzní osmóza odstraňuje vysoké procento organických látek, kromě částic, a >99 % solí. Typická specifikace membrány je založena na zadržování chloridu sodného (<0,001 µm, <100 Daltons)
• Ultrafiltrace (separace makromolekul) odděluje částice a rozpuštěné molekuly od tekutin na základě velikosti částic. Ultrafiltrace se používá pro koncentraci, frakcionaci, odsolování a výměnu pufrů. Typická specifikace je nominální mezní molekulová hmotnost (NMWL) mezi 1–1000 kDa.
• Mikroporézní filtrace (mikrofiltrace) se používá k zadržování/vyloučení částic a sterilizaci, protože odděluje/odstraňuje částice a biologické entity, jako jsou bakterie a buňky, na základě velikosti částic. Velikosti pórů se obvykle pohybují mezi 0,025–10 µm a jsou hodnoceny jako nominální (~98% retence) nebo absolutní (100% retence částic o velikosti rovnající se velikosti pórů).
• Čisticí filtry se používají pro předfiltraci a analýzu částic, protože zadržují/odstraňují velké částice, agregáty a nečistoty na základě velikosti. Mohou být použity jako primární filtrační krok před mikrofiltrací. Čisticí filtry mají obvykle velikost pór >5 µm. zadrženy.

Běžné aplikace
filtrace

• Obecné odstraňování částic
• Příprava vzorků pro analytické techniky, jako jsou HPLC, UHPLC, iontová chromatografie, plynová chromatografie a testování rozpustnosti
• Sterilizace přísad pro buněčné kultury
• Koncentrace proteinů, nukleových kyselin a polymerů
• Separace biomolekul v rámci vzorku
• Příprava pufrů
• Čištění vody

Filtrace je nezbytným krokem při přípravě vzorků před citlivou chromatografickou analýzou, jako je HPLC a LC-MS. Částice ve vzorcích mohou narušovat analýzy pomocí kapalinové, plynové a iontové chromatografie tím, že ucpávají kolony nebo hlavy kolon, nebo tím, že na chromatogramech vytvářejí kontaminační píky („ghost peaks“). Správná filtrace vzorků, rozpouštědel a pufrů vede k kvalitnějším a konzistentnějším analytickým výsledkům. Zvyšuje také provozuschopnost přístrojů a prodlužuje životnost kolon.

Typy filtračních procesů a postupů

Existuje mnoho filtrů s různým složením filtračního média, z nichž každý je určen pro konkrétní aplikace. Výběr filtru závisí na několika faktorech, včetně:

• Velikosti částic nebo molekul, které mají být vyloučeny nebo zahrnuty
• Chemického složení vzorku
• Kompatibilita filtračního média se vzorkem nebo roztokem
• Viskozita vzorku

Filtry mohou být vyrobeny z různých typů materiálů, jako je papír, tkanina, vata, azbest, strusková nebo skelná vata, neglazovaná keramika, písek nebo jiný porézní materiál. Membránové filtry jsou obvykle vyrobeny ze syntetických polymerů (např. hydrofilizovaný PTFE, PVDF, nylon, PES).

K pohánění filtračního procesu lze použít různé síly. Filtrace může být poháněna jednoduchou gravitací pomocí filtru a nálevky, ručně jako při filtraci injekční stříkačkou, nebo odstředivou silou. Při vakuové filtraci se používá vakuová pumpa k rychlému nasávání tekutiny přes filtr.